论钢筋混凝土结构裂缝的产生与防治
2015-04-16黄兴
黄兴
(福建福一房地产开发有限公司)
论钢筋混凝土结构裂缝的产生与防治
黄兴
(福建福一房地产开发有限公司)
最近几年来,我国的经济水平得到了非常快的发展,进而使得我国的城市化建设的步伐进一步增大,建筑行业近年来也得到了快速发展。由于钢筋混凝土结构具有耐腐蚀、取材方便、可塑性强和资源广泛等一系列优点,使其成为了建筑行业中使用最为广泛的结构材料。但是钢筋混凝土结构也存在缺陷,即易出现裂缝,这一难题一直困扰着许多施工人员和设计人员。钢筋混凝土结构的质量好坏与否对整个工程的适用性、安全性和质量都有着极其重要的影响,轻则影响真个建筑物的美观性,严重的时候则无法保证建筑物长期的稳定和牢固,有垮塌的风险,严重威胁人们的安全。强化对钢筋混凝土结构裂缝的研究和认识,在分析裂缝成因的基础上提出更加合理的防治和处理措施,具有很高的社会意义和经济意义,这也是建筑施工行业重点关注的问题。本文探讨了钢筋混凝土结构裂缝的成因以及防治处理措施。
钢筋混凝土;结构裂缝;防治;建筑行业
1 钢筋混凝土结构裂缝的危害
自改革开放以来,我国的经济水平得到了长足的发展,同时经济的发展也带动了整个建筑行业的快速发展。由于钢筋混凝土具有价格低廉、取材广泛、可浇注成各种形状、抗压强度高、不易风化、耐火性好等优点而被广泛应用与建筑行业中[1]。钢筋混凝土结构作为建筑的主体结构,其对整个建筑物的结构强度的作用是不言而喻的,起到了保护和支撑作用。如果钢筋混凝土结构一旦产生了裂缝,那么整个建筑物的支撑力度、刚性、抗压能力和拉力强度都会大打折扣,严重时混凝土可能会从建筑物中掉落而造成巨大危害[2]。此外,钢筋混凝土结构裂缝还会大大的减弱其本身的抗腐蚀能力,从而加速了钢筋的腐蚀速度。钢筋混凝土施工过程中,如果使用的水量过多,则会使钢筋混凝土表面的保护层发生脱落,进而影响建筑物的负荷承载力和使用寿命,很容易就造成建筑材料的浪费甚至使得整个构件的报废,由于裂缝而造成的不必要的返工补修,不仅会使工程施工周期延长,还会浪费很多的人力和物力[3]。
2 钢筋混凝土结构裂缝的种类
由于材料类型、施工方式、工作人员技术水平以及环境条件等等的不同,可能会引起钢筋混凝土结构出现不同特点和种类的裂缝。不同类型的裂缝由于其特点和产生原因不同,所以对整个建筑物造成的影响程度也不尽相同。在钢筋混凝土结构施工过程中,对于那些宽度不到0.2mm的裂缝是不可避免的,该种裂缝类型的出现也不会对建筑物造成影响,因为钢筋混凝土结构的刚度和强度能够承受不到0.2mm宽度的裂缝。但是该种类型裂缝的存在会给腐蚀气体造成机会,腐蚀气体可能会对建筑物中其它构件进行腐蚀。一般情况下钢筋混凝土结构裂缝的破坏力是很难预料的。受力作用不是裂缝产生的单一原因,其还受很多其它因素的影响,所以对裂缝类型进行清晰分类非常重要。
从裂缝的宽度和长度对钢筋混凝土的结构裂缝进行分类可分为三种:破坏性裂缝、避免裂缝和贯穿性裂缝;按照表面形状又可以将裂缝分为不规则裂缝、网络状的裂缝、纵向和横向的裂缝以及爆炸状裂缝;按照裂缝的实际情况还可以将其分为不闭合性裂缝与闭合性裂缝,不稳定性裂缝和稳定性裂缝;按照大小可以将裂缝分为微观裂缝和宏观裂缝;按照对建筑物的影响程度可以将裂缝分为腐蚀性裂缝、温度裂缝、材料原因裂缝、施工技术裂缝以及设计原因裂缝等等。
3 钢筋混凝土结构裂缝产生原因
3.1设计方面因素造成的裂缝
如果设计方案不合理,则出现裂缝的可能性非常大。在设计方案过程中,当采用反变形法、支座位移、预应力等措施来强化钢筋混凝土构件或结构的刚度和强度时,需要充分考虑使用这些方法可能会对构件或结构造成的不利影响,不然很容易引起裂纹的出现。另外,设计时如果没有对施工方法和材料的特性等因素进行充分考虑,也会造成裂缝的出现。最后,设计时也要对混凝土的施工顺序、水灰比、变形、收缩等情况进行考虑,以防治出现裂缝。
3.2材料方面因素造成的裂缝
选择了不适当的施工原材料,如砂石、水泥等原料不满足有关规范要求,水泥等级和品种选择不合适。如果施工的材料有质量问题或者它们的混合比例不满足相关要求,这种情况下自然就很容易出现钢筋混凝土结构裂缝。石子、砂石以及水泥等原材料混合比例是有相关要求的,石子的体积过大、砂率太高或者水泥使用过多这些问题都会引起混凝土的质量问题,混凝土容易塌落。此外,钢筋在钢筋混凝土中的作用非常重要,使用不当也会造成裂缝出现,比如采用生锈、腐蚀的钢筋则会导致钢筋的强度和刚性降低,其承重力下降会引起裂缝。
3.3混凝土收缩造成的裂缝
①混凝土发生的塑性收缩可能会造成裂缝的出现。裂缝出现的原因为钢筋混凝土在浇筑完成之后的凝固过程中,由于混凝土表面失水速度过快以及混凝土本身产生水化热。②混凝土发生的化学收缩可能会造成裂缝的出现。出现原因为混凝土中的水泥会发生水化反应使得整个混凝土结构的体积发生收缩。③混凝土发生的干燥收缩可能会造成裂缝的出现。出现原因为钢筋混凝土结构在凝固硬化过程当中由于表层失水过多而引起的。④混凝土环境温度变化造成裂缝出现。出现原因为当环境温度突然下降时,则在混凝土内部会出现拉应力从而造成裂缝。
3.4施工工艺因素造成的裂缝
在进行钢筋混凝土工程施工过程中,没有按照相应规范和设计的要求进行施工如振捣不充分等,施工时对钢筋混凝土做的保护不够如混凝土早期脱水等,这些都会导致裂缝的出现;对建筑完成后的钢筋混凝土没有采取及时的保温措施,由于环境的温度差异可能会引起钢筋混凝土产生温度裂缝;在拆除模板过程中,模板拆除过早、拆板顺序不当等失误有可能使钢筋混凝土产生拆模裂缝。
3.5使用方面因素造成的裂缝
构筑物或建筑物基础的不均匀下沉会造成沉降裂缝;在钢筋混凝土结构上使用的载荷超出了其设计载荷可能使混凝土产生受拉开裂;在钢筋混凝土服役过程中其受力状态或结构形式发生了改变,比如凿洞、承重墙随意拆除等,使得钢筋混凝土结构出现裂缝;混凝土结构周围环境对其的影响,如酸碱盐等侵蚀混凝土结构从而生成裂缝;偶然因素,比如火灾、爆炸、地震等会使混凝土产生裂缝。
4 钢筋混凝土结构裂缝的防治
4.1合理设计施工方案
设计的施工方案合理与否不仅会对整个施工过程造成影响,还会影响钢筋混凝土结构裂缝的产生。设计过程中需要重点考虑的对象主要有:施工缝间距、一次浇筑量、混凝土运输、位置及构造、浇筑温度、振捣以及浇筑时间等。
4.2加强施工管理保证施工质量
在进行钢筋混凝土工程施工过程中,如果不按照规定的操作规范进行操作常常会使得钢筋混凝土产生裂缝。预防裂缝出现的重要阶段就是其施工阶段,在施工阶段以下几个问题需要引起注意:①对材料的配合比需要合理选择;②确保钢筋在正确的位置上,且对钢筋上附着的氧化皮和污物要进行完全清除处理;③加强对混凝土的养护,要按时对混凝土进行浇水,同时也要混凝土环境温度的变化;④合理掌握拆模时间和顺序;⑤强化管理与监督。
如果钢筋混凝土结构已经出现了裂缝,则需要对裂缝进行及时处理,做到早发现早解决,防治裂缝继续扩展,进而影响建筑物结构的耐久性、适用性和安全性。处理钢筋混凝土结构裂缝的措施有很多,其中下面列举的几种方法是比较常见的:
(1)表面涂层封闭法:利用混凝土网状裂纹和细微裂缝的毛细作用对修补胶液进行吸收从而起到遮盖裂缝和封闭裂缝通道的作用;
(2)表面贴补处理法:即用防水片如土木膜等直接贴补在裂缝表面以遮盖裂缝;
(3)灌浆处理法:此种方法就是使用压力设备将修补浆液强行压入混凝土裂缝中去,使得裂缝闭合;
(4)填充封堵处理法:用修补材料如水泥砂浆等对裂缝进行填充封堵,如果有必要可以首先对裂缝进行处理再进行填充封堵。
5 结论
钢筋混凝土结构裂缝会在很大程度上影响建筑物的耐久性、适用性以及安全性,由于种种原因,建筑物的构件或结构经过会出现裂缝,但是裂缝的有害程度是可以进行控制的。因此对钢筋混凝土结构裂缝出现的原因进行充分分析显得非常重要。一些导致裂缝出现的因素如材料、施工和设计等是相互制约、相互联系的,因此需要对它们进行全面系统的考虑。只要从裂缝的分类着手,分析清除出现裂缝的原因,并采取相对应的预防措施,则裂缝问题便能得到很好的解决。
[1]李志强,唐艳娟,夏多田.钢筋混凝土结构设计原理教学研究Ⅱ:T形截面正截面承载力计算[J].教育教学论坛,2015(12).
[2]陆庆.钢筋混凝土结构裂缝的分析与控制[J].山西建筑,2007,33(5):81~82.
[3]刘茂军,赵艳林,吕海波.钢筋混凝土结构裂缝产生的机理分析及应对策略[J].混凝土,2009(9):56~58.
TU755
A
1673-0038(2015)22-0101-02
2015-5-19
黄兴(1977-),男,中级(工程师)、二级建造师,毕业于泉州华侨大学,土木工程专业。